草地占全球土壤有機(jī)碳的約20%，然而由于人類活動(dòng)壓力和氣候變化引起的草地退化導(dǎo)致土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量正在下降,。了解草地退化過程中土壤有機(jī)碳損失的機(jī)制對(duì)于制定減緩草地生態(tài)系統(tǒng)CO2排放的策略至關(guān)重要,。土壤中棲息著的多種生物,，彼此相互作用組成了復(fù)雜的微食物網(wǎng),，微食物網(wǎng)內(nèi)生物的個(gè)體活動(dòng)和相互作用深刻影響著土壤有機(jī)碳過程,。然而,，人們對(duì)草地退化過程中微食物網(wǎng)的變化及其與土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的之間的關(guān)系仍然知之甚少,，這阻礙了對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)中土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的預(yù)測,。

近日,，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)賈宏濤教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合西北農(nóng)林科技大學(xué)安韶山研究員團(tuán)隊(duì)在Soil Biology and Biochemistry (IF:9.8)發(fā)表了題為Grassland Degradation-induced Soil Organic Carbon Loss Associated with Micro-food Web Simplification的研究論文，揭示了草地退化過程中土壤有機(jī)碳損失的微食物網(wǎng)介導(dǎo)機(jī)制,。

圖1 圖文摘要

土壤微食物網(wǎng)在維持土壤碳循環(huán)和碳儲(chǔ)量方面發(fā)揮著重要作用,，然而草地退化會(huì)破壞微食物網(wǎng)預(yù)計(jì)會(huì)減少土壤碳儲(chǔ)量。為此,，研究團(tuán)隊(duì)依托新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)在干旱區(qū)高山草甸和草原上建立的退化樣帶對(duì)這一假設(shè)進(jìn)行了檢驗(yàn),，揭示了土壤多營養(yǎng)級(jí)生物和微生物代謝效率如何應(yīng)對(duì)草地退化及其與土壤有機(jī)碳之間的關(guān)系。研究主要發(fā)現(xiàn)：草地退化降低了微生物殘?bào)w積累系數(shù)（即微生物殘?bào)w碳與微生物生物量碳的比值）,，增加了微生物代謝熵（即土壤呼吸速率與微生物生物量碳的比值）,，表明微生物可能會(huì)優(yōu)先分解有機(jī)碳以獲取資源，而不是生長和殘?bào)w的積累,。此外,，草地退化增加了細(xì)菌和真菌的多樣性，減少了原生動(dòng)物和線蟲的多樣性,，并簡化了微食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)（即網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性）,?？傮w而言，草地退化降低了微生物的代謝效率,，這與植物生物量的減少,、土壤黏粒的降低和微食物網(wǎng)的簡化相關(guān)（特別是微生物、食微線蟲和捕食線蟲之間的聯(lián)系的減弱）,，這些潛在的引起退化草地土壤中有機(jī)碳的損失,。這些發(fā)現(xiàn)為了解土壤微食物網(wǎng)介導(dǎo)的土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)提供了獨(dú)特的見解，并強(qiáng)調(diào)了有必要維持土壤微食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)以促進(jìn)退化草地的土壤碳儲(chǔ)量恢復(fù),。

圖2 草地退化對(duì)土壤微生物殘?bào)w和有機(jī)碳分解速率的影響

圖3 草地退化對(duì)土壤多營養(yǎng)級(jí)生物群落多樣性和結(jié)構(gòu)的影響

圖4 草地退化對(duì)土壤微食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響

圖5 土壤多營養(yǎng)級(jí)生物相互關(guān)系對(duì)草地退化的響應(yīng)

圖6 土壤微生物殘?bào)w積累系數(shù),、微生物代謝熵與土壤有機(jī)碳之間的關(guān)系

圖7 結(jié)構(gòu)方程模型揭示植物和土壤特性對(duì)土壤微生物殘?bào)w積累系數(shù)和微生物代謝的直接和間接影響。

綜上,，草地退化導(dǎo)致的植物資源輸入,、黏粒含量和微食物網(wǎng)復(fù)雜性的降低，可能會(huì)阻礙微生物的代謝效率,，表現(xiàn)為微生物壞死物質(zhì)積累系數(shù)的降低和微生物代謝熵的增加,，從而可能導(dǎo)致退化草地土壤有機(jī)碳的損失。這些發(fā)現(xiàn)為了解土壤微食物網(wǎng)介導(dǎo)的土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)提供了獨(dú)特的見解,。鑒于本研究依賴于相對(duì)豐度的數(shù)據(jù),，未來的研究應(yīng)考慮使用同位素碳和氮追蹤來研究微食物網(wǎng)內(nèi)的營養(yǎng)級(jí)聯(lián)效應(yīng)。此外,，通過控制,、添加或移除特定生物來操縱它們，也有助于明確其確切的生態(tài)作用,。

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)博士研究生胡洋,、碩士研究生寇天樂為本文共同第一作者，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)賈宏濤教授和西北農(nóng)林科技大學(xué)安韶山研究員為本文共同通訊作者,。該研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31560171）的支持,。